Grudziądzka 5, 87-100 Toruń
tel.: +48 56 611 3310
fax: +48 56 622 5397

Optyczne zegary atomowe w poszukiwaniach ciemnej materii

Optyczne zegary atomowe są obecnie najdokładniejszymi przyrządami laboratoryjnymi pozwalającymi na pomiar częstości i czasu z dokładnością sięgającą 10-18. Osiąga się to dzięki kombinacji nowych technologii: pułapkowania ultra zimnych atomów w sieciach optycznych posiadających bardzo wąskie energetycznie przejścia kwantowe, generacji ultra wąskiego spektralnie światła laserowego stabilizowanego wnękami optycznymi i konwersji częstości optycznych przy pomocy optycznego grzebienia częstości. Tak wyrafinowane instrumenty otwierają nowe możliwości badawcze, wniknięcie w naturę czasu i przestrzeni, weryfikację uniwersalności stałych fizycznych, poszukiwania nowych oddziaływań. Toteż naturalnym jest wykorzystanie ich do znalezienia odpowiedzi na jedno z fundamentalnych pytań współczesnej nauki, czym jest ciemna materia obserwowana we wszechświecie poprzez jej grawitacyjny wpływ na widoczne ciała niebieskie i materię międzygwiezdną.    

Prof. dr hab. Roman Ciuryło urodził się w roku 1969. W roku 1988 ukończył V Liceum Ogólnokształcące w Bydgoszczy. Stopień magistra fizyki, specjalność doświadczalna, uzyskał w roku 1993 na Wydziale Matematyki, Fizyki i Chemii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Pod kierunkiem prof. dr. hab. Andrzeja Bielskiego w Instytucie Fizyki UMK, napisał pracę magisterską pt. „Wpływ mechanizmu wzbudzenia na kształt linii widmowych neonu”. Stopień doktora nauk fizycznych uzyskał w roku 1999 na Wydziale Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu na podstawie rozprawy pt. „Interferometryczne badania efektów optyczno-zderzeniowych w wyładowaniu jarzeniowym w neonie i argonie” napisanej również pod kierunkiem prof. dr. hab. Andrzeja Bielskiego. Stopień doktora habilitowanego nauk fizycznych w zakresie fizyki (fizyka atomowa i molekularna) uzyskał w roku 2007 na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Mikołaja Kopernika na podstawie rozprawy habilitacyjnej pt. „Wpływ zderzeń optycznych i efektu Dopplera na właściwości spektralne atomowych i molekularnych układów gazowych”.

W latach 1993-2011 pracował w Instytucie Fizyki UMK na stanowisku asystenta a następnie  adiunkta. W międzyczasie współpracował z Profesorem Alanem S. Pinem z USA, przebywał na stażach podoktorskich – w latach 2000-2001 w Department of Physics, University of Toronto w Kanadzie u Profesora A. David Maya oraz w latach 2003-2004 w Atomic Physics Division, National Institute of Standards and Technology w USA u Profesora Paula S. Julienna. Od roku 2011 Roman Ciuryło jest zatrudniony na stanowisku profesora nadzwyczajnego w Instytucie Fizyki UMK. Jednocześnie w latach 2011-2018 był dyrektorem Krajowego Laboratorium FAMO w Toruniu, a od roku 2016 jest kierownikiem Zakładu Fizyki Atomowej, Molekularnej i Optycznej w Instytucie Fizyki UMK, ponadto jest ekspertem  Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Jeszcze przed rozpoczęciem studiów na kierunku fizyka intrygowało go pytanie o to, co determinuje szerokość obserwowanych przejść kwantowych. Dzięki Profesorom Andrzejowi Bielskiemu oraz Józefowi Szudemu spektroskopia o wysokiej zdolności rozdzielczej i jej zastosowania stały się obiektem jego badań. W swojej pracy łączy teorie z doświadczeniem a w kręgu jego zainteresowań znajdują się: spektroskopia wysokiej zdolności rozdzielczej atomów i cząsteczek; teoria kształtu linii oraz jej zastosowania w badaniach podstawowych do optycznego wyznaczania stałej Boltzmanna na potrzeby nowej optycznej definicji skali temperatury oraz dokładnego wyznaczania częstotliwości przejść cząsteczkowych w celu testowania fundamentalnych własności oddziaływań i poszukiwania zjawisk wychodzących poza Model Standardowy; opis linii widmowych na potrzeby spektroskopowych baz danych wykorzystywanych w satelitarnych badaniach atmosfery ziemskiej oraz innych planet, w tym poza układem słonecznym; optyczne zegary atomowe oraz ich zastosowania w laboratoryjnych poszukiwaniach ciemnej materii; teoria ultra zimnych zderzeń i fotoasocjacji w zdegenerowanych i niezdegenerowanych gazach atomowych; optyczne rezonanse Feshbacha i ich zastosowanie do kontroli ultrazimnych układów kwantowych; zastosowanie precyzyjnej jedno- i dwu- kolorowej fotoasocjacji w badaniach zmienności podstawowych stałych fizycznych oraz oddziaływania grawitacyjnego na małych odległościach.